某化工企業(yè)的化工操作、監視、控制都采用DCS系統，如何向DCS系統提供高質(zhì)量、安全可靠的電源就顯得非常重要。該廠(chǎng)采用UPS向DCS系統供電，UPS系統由整流模塊、充電模塊、蓄電池、逆變模塊、自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)、手動(dòng)維修旁路開(kāi)關(guān)等組成，UPS可以向DCS提供高質(zhì)量、安全可靠的電源，保證化工生產(chǎn)的安全、穩定、可靠。
該廠(chǎng)對DCS系統輸入、輸出點(diǎn)數比較少，采用雙交流進(jìn)線(xiàn)單UPS供電方式，對DCS系統輸入、輸出點(diǎn)數多，采用雙交流進(jìn)線(xiàn)雙UPS并機供電方式。
UPS系統的工作原理：將供電質(zhì)量較差的廠(chǎng)用電源首先經(jīng)整流裝置變換成直流電源,一路經(jīng)充電模塊向蓄電池充電，另一路采用高頻脈寬調制(SPWM)法在逆變裝置內重新將直流電源變成純正的高質(zhì)量的正弦波電源向負載供電。當交流工作電源消失或整流裝置等元器件故障時(shí),由蓄電池組經(jīng)電池開(kāi)關(guān)向逆變裝置供電。當逆變裝置故障輸出電壓異�；蜻^(guò)載時(shí),則切換到自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)由廠(chǎng)用電直接向負載供電。
1、雙交流進(jìn)線(xiàn)單UPS接線(xiàn)
雙交流進(jìn)線(xiàn)單UPS供電接線(xiàn)如圖1所示：圖中正常情況下，由交流輸入1向UPS供電，當交流輸入1有故障時(shí)，自動(dòng)切換到交流輸入2向UPS供電，交流電源1和2進(jìn)行電路聯(lián)鎖。
圖1 雙交流進(jìn)線(xiàn)單UPS供電接線(xiàn)
UPS正常工作狀態(tài)下，按“交流輸入1—整流—逆變—負載”的運行方式工作;當整流器模塊有故障時(shí)，按“蓄電池—逆變—負載”的運行方式工作;當蓄電池放電完畢以后自動(dòng)切換到由自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)向負載直接供交流電;當逆變器模塊有故障時(shí)，按“交流輸入1—自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)—負載”的運行方式直接向負載供廠(chǎng)用電;當UPS有嚴重的故障需維修或更換時(shí)，按“交流輸入1—手動(dòng)維修旁路開(kāi)關(guān)”的運行方式向負載供廠(chǎng)用電，這時(shí)UPS被短接，可以交出檢修或更換，而不影響負載的正常供電。
2、雙交流進(jìn)線(xiàn)雙UPS并機供電方式
雙交流進(jìn)線(xiàn)雙UPS并機供電方式如入2所示：通過(guò)將兩臺具有相同功率的UPS的輸出直接并聯(lián)起來(lái)，要求并聯(lián)兩臺UPS的輸出電壓相同、頻率相同、相位相同并所帶的負荷電流大小基本平衡。
圖2 雙交流進(jìn)線(xiàn)雙UPS并機供電方式
在雙UPS并機系統正常運行時(shí)，兩臺UPS各帶1/2的負荷電流，一臺UPS發(fā)生故障，則由另一臺帶所有的負荷，但必須降負荷使用。這種并機雙UPS系統的平均無(wú)故障時(shí)間是單機系統的7～8倍，從而大大提高了系統的可靠性。但是雙UPS并機系統的2臺UPS之間的控制有一定的聯(lián)系，操作時(shí)一定要弄清楚并機板的控制邏輯，不然會(huì )因操作不當而引起并機板誤判斷造成輸出電壓下陷，對負荷造成不良影響。
3、UPS使用注意事項
(1)UPS在選配上要留一定余量，如4KVA的負載，UPS的應配置5KVA以上。
(2)UPS應避免頻繁開(kāi)、停機，最好在長(cháng)時(shí)間開(kāi)機狀態(tài)。
(3)要定期檢查UPS，每月檢查一次浮充電壓，如浮充電壓低于2.2V，應對整組電池進(jìn)行均衡充電。
(4)新購的UPS應進(jìn)行充放電，這樣有利于延長(cháng)UPS電池的使用壽命。一般采用恒壓充電，充電初始電流不得大于0.5*C5安培(C5可以用電池的額定容量計算出)，每個(gè)電池的電壓控制在2.30～2.35V，以免損壞電池。充電電流連續3小時(shí)不變，證明電池已充足，一般充電時(shí)間為12～24小時(shí)。
(5)要經(jīng)常用軟布擦試電池，以保持電池表面清潔。
(6)UPS運行過(guò)程中的溫度控制，因使UPS運行過(guò)程中溫度范圍控制在20℃～25℃內，以延長(cháng)UPS蓄電池的使用壽命。在沒(méi)有空調的環(huán)境中，UPS的溫度控制尤為重要。
(7)外接電池組至UPS的距離盡量短，導線(xiàn)的截面積應盡量大，以增大導線(xiàn)的導電量，減少線(xiàn)路上的電能損耗，尤其是大電流工作時(shí)，線(xiàn)路上的損耗更不可忽視。
(8)UPS在使用后應立即進(jìn)行充電，使電池恢復到正常狀態(tài)。
(9)如廠(chǎng)用電一直正常，UPS就沒(méi)有工作的機會(huì )，其電池在長(cháng)期浮充狀態(tài)有可能損壞，應定期對UPS進(jìn)行充放電，這樣不僅可以活化電池，也可檢驗UPS是否處于正常工作狀態(tài)。
4、UPS的日常維護及一般故障處理
4.1 日常維護
(1)每天查看UPS操作顯示屏，確認UPS電源的運行狀態(tài)模擬指示燈是否在正常運行狀態(tài)。(2)用耳聽(tīng)UPS電源是否有異常響動(dòng)，主要是功率模塊及隔離輸出變壓器的冷卻風(fēng)扇，以及變壓器是否有異常的震動(dòng)聲音。(3)檢查UPS電源的排風(fēng)口有無(wú)堵塞現象。(4)每周在UPS電源的顯示屏查看電池的浮充電壓、UPS的輸出電壓、電流，并作好記錄，與以前數據進(jìn)行比較，如數據變化比較大，則應及時(shí)查明原因。
4.2 一般故障處理
當UPS電源在運行過(guò)程中出現報警時(shí)，切勿慌亂操作UPS的任何開(kāi)關(guān)和按鈕，以免將事故擴大甚至造成UPS輸出中斷。UPS電源出現報警時(shí)，首先應看清顯示面板上的狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏的提示。
UPS具有自診斷功能，一旦出現故障會(huì )通過(guò)狀態(tài)指示燈、液晶顯示屏提供故障類(lèi)型、故障時(shí)間等信息。待看清狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏提供故障類(lèi)型提示后，再根據不同的故障類(lèi)型進(jìn)行進(jìn)行相應的處理。UPS運行過(guò)程中，經(jīng)常出現以下幾種故障。
(1)交流廠(chǎng)用電故障，也就是交流輸入停電或出現大范圍的波動(dòng)，UPS出現該告警時(shí)，同時(shí)出現電池放電告警信息，此時(shí)UPS面板狀態(tài)指示燈的交流輸入燈熄滅，電池放電燈亮。處理辦法首先要確定是否交流廠(chǎng)用電故障，檢查UPS輸入開(kāi)關(guān)是否跳閘、保險是否熔斷。如確為廠(chǎng)用電故障，在不知道恢復時(shí)間的情況下，把不重要的負載切除，以保證重要負載的不間斷供電。
(2)旁路失效，出現該報警信號時(shí)，一般應同時(shí)出現逆變器不同步報警信號。這表明輸入的廠(chǎng)用電的電壓、頻率超出設定范圍，但滿(mǎn)足整流器要求，這時(shí)逆變器自起振，不再跟蹤旁路。這時(shí)不能再起動(dòng)大容量負荷，以免沖擊逆變器。
(3)逆變器故障，出現該報警的同時(shí)，出現自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)帶載告警，首先確認在面板上是否同時(shí)出現逆變器超載報警，如有，查看液晶顯示屏上的輸出電流，如超過(guò)額定電流，則關(guān)閉不重要的負荷，直到輸出電流小于額定輸出電流，然后按復位鍵消除報警后，重新啟動(dòng)逆變器并輸出。如沒(méi)有超載報警信號，說(shuō)明逆變器不是因為沖擊電流而保護關(guān)閉，而是IGBT器件或驅動(dòng)控制有故障，應及時(shí)通知廠(chǎng)家進(jìn)行維修。
5、結束語(yǔ)
只要UPS電源配置合理，日常注意維護和保養，做到防患于未然，就可以使UPS運行穩定、可靠，從而向DCS系統安全、可靠、高質(zhì)量地供電，確�；どa(chǎn)的安全、穩定、長(cháng)周期地運行。 |
